Wednesday, February 21, 2024
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ब्रिटेन के वैज्ञानिक परमाणु संलयन की सबसे बड़ी समस्याओं में से एक को हल कर सकते थे

वैज्ञानिकों ने एक विश्व-प्रथम अवधारणा का सफलतापूर्वक परीक्षण किया है जो संलयन ऊर्जा के विकास में एक बड़ी बाधा को दूर कर सकती है।

यूके परमाणु ऊर्जा प्राधिकरण (यूकेएईए) के मास्ट अपग्रेड प्रयोग के प्रारंभिक परिणाम कॉम्पैक्ट फ्यूजन पावर प्लांट को व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए एक अभिनव निकास प्रणाली की प्रभावशीलता को इंगित करते हैं।

विशेषज्ञों का कहना है कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और प्रचुर मात्रा में ईंधन के बिना, संलयन दुनिया की भविष्य की ऊर्जा आपूर्ति का एक सुरक्षित और टिकाऊ हिस्सा हो सकता है।

संलयन ऊर्जा उसी सिद्धांत पर आधारित है जिसके द्वारा तारे ऊष्मा और प्रकाश का निर्माण करते हैं। रिएक्टर एक गैस को सुपरहिट करता है, जो इलेक्ट्रॉनों को गैस के भीतर परमाणुओं से बाहर निकालता है और एक प्लाज्मा बनाता है। यह प्लाज्मा एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र द्वारा समाहित है जिसे टोकामक नामक उपकरण द्वारा बनाया गया है।

इतने उच्च तापमान पर, प्लाज्मा के भीतर के नाभिक एक साथ टूटने के लिए स्वतंत्र होते हैं। इस संलयन से भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है जो बिजली उत्पन्न कर सकती है।

विद्युत ग्रिड पर टोकामक प्राप्त करने में एक प्रमुख चुनौती संलयन प्रतिक्रियाओं के दौरान उत्पन्न अतिरिक्त गर्मी को दूर करना है। तीव्र गर्मी को संभालने के लिए एक निकास प्रणाली के बिना, सामग्री को नियमित रूप से बदलना होगा, जिससे बिजली संयंत्र के संचालन के समय की मात्रा को काफी प्रभावित किया जा सकता है।

लेकिन एक हालिया प्रयोग से पता चलता है कि नई प्रणाली, जिसे सुपर-एक्स डायवर्टर के रूप में जाना जाता है, वाणिज्यिक टोकामक में घटकों को अधिक समय तक चलने की अनुमति देगा। शोधकर्ताओं का कहना है कि इससे बिजली संयंत्र की उपलब्धता में काफी वृद्धि होगी, इसकी आर्थिक व्यवहार्यता में सुधार होगा और संलयन बिजली की लागत कम होगी।

अक्टूबर 2020 में शुरू होने वाले ऑक्सफोर्ड के पास कल्हम में MAST अपग्रेड के परीक्षणों ने सुपर-एक्स सिस्टम के साथ सामग्री पर गर्मी में कम से कम 10 गुना कमी दिखाई है।

विशेषज्ञों के अनुसार यह फ्यूजन पावर प्लांट बनाने के लिए एक गेम-चेंजर हो सकता है जो सस्ती, कुशल बिजली प्रदान कर सकता है।

यूकेएईए 2040 के दशक की शुरुआत में ‘गोलाकार टोकामक’ नामक एक कॉम्पैक्ट मशीन का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप बनाने की योजना बना रहा है – जिसे एसटीईपी के रूप में जाना जाता है।

सुपर-एक्स डायवर्टर की सफलता एसटीईपी डिवाइस को डिजाइन करने वाले इंजीनियरों के लिए एक बढ़ावा है, क्योंकि यह विशेष रूप से गोलाकार टोकामक के अनुकूल है।

परिणाम बुधवार 26 मई को एमएएसटी अपग्रेड सुविधा के आधिकारिक उद्घाटन पर घोषित किए जाएंगे, जहां ब्रिटिश अंतरिक्ष यात्री टिम पीक मशीन पर प्लाज्मा परीक्षण चलाकर अपना कृत्रिम सितारा बना रहे हैं।

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“ये शानदार परिणाम हैं। यही वह क्षण है जब यूकेएईए में हमारी टीम लगभग एक दशक से काम कर रही है,” यूकेएईए के एमएएसटी अपग्रेड के प्रमुख वैज्ञानिक डॉ एंड्रयू किर्क ने कहा।

“हमने कॉम्पैक्ट फ्यूजन पावर प्लांट के लिए निकास समस्या को हल करने के लिए MAST अपग्रेड का निर्माण किया, और संकेत हैं कि हम सफल हुए हैं।

“सुपर-एक्स एक ब्लोटोरच स्तर से निकास प्रणाली पर गर्मी को कम कर देता है जैसे आप कार इंजन में पाते हैं। इसका मतलब यह हो सकता है कि इसे बिजली संयंत्र के जीवनकाल में केवल एक बार बदलना होगा।

किर्क ने कहा कि सुपर-एक्स 2040 के दशक की शुरुआत में ग्रिड पर फ्यूजन पावर प्लांट लगाने की यूके की योजना के लिए एक महत्वपूर्ण विकास है, और “संलयन से कम कार्बन ऊर्जा को दुनिया में लाने” के लिए है।

MAST अपग्रेड का एक कटअवे चित्रण © यूके परमाणु ऊर्जा प्राधिकरण

“यूके की योजना 2040 के दशक तक इस STEP डिवाइस के निर्माण को पूरा करने की है,” ने कहा प्रोफेसर इयान चैपमैनयूकेएईए के मुख्य कार्यकारी अधिकारी।

“यह अमेरिका में चीनी उस समयरेखा के आसपास की वकालत करने के लिए तुलनीय है।

“एक कॉम्पैक्ट डिवाइस से गर्मी को समाप्त करने के लिए अच्छी तरह से एक प्रोटोटाइप पावर प्लांट में आने वाली चुनौतियों के संदर्भ में, यह बिल्कुल जरूरी था।

“तो, इन परिणामों के बिना, हम एक कॉम्पैक्ट मशीन को डिजाइन करने के मार्ग पर आगे बढ़ने में सक्षम नहीं होंगे, क्योंकि यदि आप गर्मी को बाहर नहीं निकाल सकते हैं, तो आप निश्चित रूप से उस तरह एक बिजली संयंत्र नहीं बना सकते हैं, इसलिए यह है वास्तव में आवश्यक परिणाम।

“इसलिए इन कॉम्पैक्ट, सस्ते बिजली संयंत्रों के आधार के लिए यह इतना महत्वपूर्ण है।

“निश्चित रूप से, आप अभी भी बड़े, बड़े बिजली संयंत्र का रास्ता अपना सकते हैं, लेकिन इसके साथ एक पूंजीगत लागत आती है और इसलिए आपको हर बार इस तरह एक पावर स्टेशन बनाने के लिए महत्वपूर्ण रकम का भुगतान करना पड़ता है।”

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